【STM32 +mpu6050】独轮平衡车 -- 调试问题

Marvell_Chen · 发表于 2015-6-3 11:42:21

大家好，最近接手了这个独轮平衡车的项目，电机是BLDC，低速以及自稳状态用的是6 STEPS驱动，平稳运行下才切入FOC+SWPWM，转速反馈用120度HALL传感器。我用了最简单的PD控制姿态角度，反馈直接控制电机转速，那么问题来了，小车在自平衡状态下，电机会来回晃动，虽然晃动幅度也不大，但是比起商业上卖的，还是差很远。不管我用6 STEP，还是DTC来控制BLDC电机，都会出现来回抖动。我也是醉了，上来看看大家怎么弄的

我准备试试大家说的那条公式：Pwm_out = Kap*Angle[0] + Kad*w[0] + Ksp*speeds_filter + Ksi*positions ; //PID控制器

我看各位小神做的小车，好像在平衡态都会来回晃动，到底问题出在哪里呢？最好谁能给个姿态控制的系统框图，教教我怎么弄，谢谢提出宝贵意见；

我微信：chichen5958

pz_cloud · 发表于 2015-6-3 12:39:24

不太清楚前后晃动是什么意思，如果是低频摆动的话可能只是参数有点小了。。BLDC这么高端的电机照理说只用PD完全可以很好平衡了

PWM= g_fCarAngle * P_ANGLE + Gyro_Now * D_ANGLE,只用两个参数的效果（速度环是PI）
http://v.youku.com/v_show/id_XMTI1MzgzMzkyOA==.html

Marvell_Chen · 发表于 2015-6-3 13:09:07

pz_cloud 发表于 2015-6-3 12:39
不太清楚前后晃动是什么意思，如果是低频摆动的话可能只是参数有点小了。。BLDC这么高端的电机照理说只用PD ...

来回晃动，意思就是电机在不停的正反转，能不能做到电机不转，或者转动很小根本看不出来？

pz_cloud · 发表于 2015-6-3 13:18:25

当然可以，你这个主要问题是获取的角度的偏差我觉得，首先6050本来就没有一些大封装的陀螺仪和加速度计精确，比赛的时候我们在本来调的很好的车上换过陀螺仪，然后就像你说的开始有小幅的晃动了。另外滤波算法也很有影响，如果收敛不够准确不够快的话，车反馈的角度不对当然就不可能完全静止不动，一定会有漂移的

Marvell_Chen · 发表于 2015-6-3 13:57:13

本帖最后由 Marvell_Chen 于 2015-6-3 13:58 编辑

pz_cloud 发表于 2015-6-3 13:18
当然可以，你这个主要问题是获取的角度的偏差我觉得，首先6050本来就没有一些大封装的陀螺仪和加速度计精确 ...

谢谢你的宝贵意见，我按照你说的PD+PI做法，画了一个系统控制框图，如下：
file:///C:/Users/Administrator/Desktop/PHOTO/1.jpg
你看看是不是这个做法；
我也怀疑滤波算法很有影响，我目前用6050自带的MPL程序读出那个9维数组，然后过一个KALMAN FILTER就拿出来用了，感觉数据出的很慢啊；
我是电力传动专业的，BLDC各种控制都做过，6050没用过呀，找个熟悉姿态算法的同学一起互相学习一下，这个平衡车就好弄了啊

pz_cloud · 发表于 2015-6-3 14:17:18

本帖最后由 pz_cloud 于 2015-6-3 14:18 编辑

Marvell_Chen 发表于 2015-6-3 13:57
谢谢你的宝贵意见，我按照你说的PD+PI做法，画了一个系统控制框图，如下：

你看看是不是这个做法； ...

单纯角度环控制的话是这样的

我看你这个速度环用来控制电机输出了？其实平衡车里面的速度环是用来控制车的运动速度的，就是说，如果没有速度环，车子虽然可以直立，但是它无法区分车子是静止直立还是边走边直立，所以速度环的输入应该是车速，输出级联到角度环的目标值，这样通过控制平衡目标角度来达到控制速度的效果（可以想象如果车体被设定为目标角度是偏离物理平衡角度的，那么它就会有加减速运动）。然而对于载人车来说，本身就是通过身体倾斜来控制速度的，所以这里面的速度环可能只是起到一个限制最大速度的作用，所以在你调试直立的时候，是可以不用加速度环的，个人理解。

suoma · 发表于 2015-6-3 15:59:09

好大的轮子

Marvell_Chen · 发表于 2015-6-5 15:41:56

问题已解决，用PD环控制角度和加速度，然后用PI环控制电机的转矩，保证姿态角度更新足够快，就能做到大转矩稳定；

小夥子 · 发表于 2015-7-2 13:26:53

Marvell_Chen 发表于 2015-6-5 15:41
问题已解决，用PD环控制角度和加速度，然后用PI环控制电机的转矩，保证姿态角度更新足够快，就能做到大转 ...

大哥，，您弄好没呢，，最近我也在搞平衡小车，可以很好的直立，但只是直立。。。角度大了就栽下去了，根本无法行走，我用的也是stm32.加mpu6050。。我想和您交流交流，向您请教哈，可以加个联系方式吗QQ951264457

ym7208 · 发表于 2015-7-25 20:04:58

能分享一下资料不？要是能提供有原理图就更好了。

2880610675 · 发表于 2015-8-5 18:19:38

Kcopter飞控板集成STM32F103CB MPU6050 HMC5883L MS5611，Keil编译，直接下载程序，想了解可以加Q：2880610675

2880610675 · 发表于 2015-8-5 18:20:18

Kcopter飞控板集成STM32F103CB MPU6050 HMC5883L MS5611，Keil编译，直接下载程序，想了解可以加Q：2880610675

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